МНОГОПОЛЮСНЫЙ РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

МНОГОПОЛЮСНЫЙ РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ


RU (11) 2081496 (13) C1

(51) 6 H02K21/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4871827/63 
(22) Дата подачи заявки: 1990.08.14 
(45) Опубликовано: 1997.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1541720, кл. H 02 K 21/14, 1988. 
(71) Заявитель(и): Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе 
(72) Автор(ы): Стадник И.П.; Горская И.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе 

(54) МНОГОПОЛЮСНЫЙ РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Изобретение относится к производству электрических машин с постоянными магнитами и может быть использовано при изготовлении многополюсных роторов. Цель - повышение эффективности использования магнитотвердого материала. Предлагаемый монолитный ротор выполнен в виде полого цилиндра из магнитотвердого материала с внешним радиусом R2, намагниченность J которого в каждой точке определяется выражением:



где p - число пар полюсов (p2); J - модуль вектора намагниченности; - орты полярной системы координат; - угловая координата точки ротора, при этом радиус R1 внутреннего центрального отверстия определяется соотношением:



где b = -0,0055; c = 0,993; d = 3,261. 1 табл. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству электрических машин с постоянными магнитами и может быть использовано при изготовлении многополюсных роторов электрических машин (МКИ: НО2К 21/08).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому ротору является ротор, выполненный в виде монолитного полога цилиндра с внутренним и внешним радиусом R1 и R2 соответственно, намагниченностью материала которого в каждой точке определяется выражением: где p число пар полюсов, J модуль вектора намагниченности, орты полярной системы координат, a угловая координата точки ротора. Ротор имеет синусоидальное распределение индукции магнитного поля.

Этот ротор, выбранный за прототип, создавая синусоидальное распределение магнитного поля, имеет недостаток, который заключается в том, что изменение размеров ротора приводит к уменьшению магнитного потока, а кроме того, ведет к неэффективному использованию магнитотвердого материала.

Цель изобретения повышение эффективности использования магнитотвердого материала.

Для достижения указанной цели многополюсный ротор выполнен в виде монолитного полого цилиндра из магнитотвердого материала с внешним радиусом R2, намагниченность которого в каждой точке определяется выражением где p число пар полюсов (p2); J модуль вектора намагниченности; орты полярной системы координат; a угловая координата точки ротора. Радиус R1 внутреннего центрального отверстия определяется соотношением: где b -0,0055; c 0,993; d- 3,261.

Выполнение ротора с центральным отверстием, размер которого определяется соотношением (1), позволяет получать определенную величину магнитного потока с минимально возможными затратами магнитотвердого материала.

За счет экономии магнитотвердого материала с сохранением магнитного потока повышается эффективность использования этого материала в конструкции ротора, т.к. возрастает значение магнитного потока, приходящегося на единицу массы магнита.

Устройство изображено на фиг. 1 и выполнено в виде полого монолитного кругового цилиндра 1 с внутренним и внешним радиусами соответственно R1 и R2. На фиг. 2 для различного числа полюсов представлены графики зависимостей отношения Ф/Ф0, где Ф поток, созданный ротором с центральным отверстием, Ф0 поток такого же ротора, но без центрального отверстия, в зависимости от радиуса отверстия R1. R1 выражен в единицах R2. Соотношение между радиусами R1 и R2 определяется формулой (1). Изобретение ориентации вектора намагниченности представлено на примере четырехполюсного ротора.

Монолитный ротор изготавливается и работает следующим образом. Ориентация осей легкого намагничивания частиц порошкового материала, например редкоземельного сплава КС37, т.е. текстурование и прессование, осуществляется в магнитном поле с напряженностью 400-500 А/м; далее порошок подвергается спеканию и термообработке. Намагничивание магнита осуществляется в магнитном поле с напряженностью более 2000 кА/м. Текстурование порошка и намагничивание магнита с синусоидальным распределением поля может быть произведено в устройстве, обеспечивающем требуемую топографию магнитного поля. После намагничивания ротора перемещается в статор электрической машины.

Графики на фиг. 2 получены с помощью численных расчетов на ЭВМ. Как видно из этих зависимостей, увеличение размера центрального отверстия сначала не приводит к существенному уменьшению магнитного потока ротора. Используя графические зависимости (фиг. 2), можно указать для различного числа полюсов значения радиуса R1, соответствующие толщине магнитоактивного слоя, при которой поток ротора составляет 95% от потока такого же ротора, но без центрального отверстия. Эти значения R1 приведены в таблице. Увеличение R1 по сравнению с данными табл. приведет к дополнительным потерям потока, превосходящим 5% что отрицательно скажется на характеристиках электрической машины. Уменьшение же размера центрального отверстия также нецелесообразно, т. к. вклад в поток дополнительной внутренней части объема магнита составляет менее 5% и ведет к неоправданным затратам дорогостоящего магнитотвердого материала. Таким образом, размеры R1, приведенные в табл. наиболее приемлемы с точки зрения эффективного использования магнитотвердого материала. Значение радиуса R1, приведенные в табл. можно аппроксимировать формулой (1). Величины, полученные по аппроксимирующей формуле, также приведены в табл. Как видно из данных таблицы, аппроксимирующая формула позволяет получать значение R1 с высокой степенью точности.

Таким образом, за счет наличия центрального отверстия определенных размеров предлагаемый многополюсный ротор обладает следующими преимуществами по сравнению с аналогичными устройствами.

Сохраняется величина магнитного потока. Выполнение отверстия с меньшим радиусом R1 ведет к неоправданным затратам магнитотвердого материала, т.к. элементы объема магнита, находящиеся на расстоянии rR1 от центра ротора, где R1 определяется соотношением (1), дают вклад в магнитный поток ротора, не превосходящий 5% общего магнитного потока, что не оказывает практически никакого влияния на характеристики электрической машины. Выполнение отверстия с большим радиусом R1, чем определено формулой (1), ведет к существенным потерям магнитного потока более чем на 5% и с увеличением центрального отверстия эти потери магнитного потока резко увеличиваются, что ведет к ухудшению характеристик электрических машин, например, к уменьшению вращательного момента.

Повышается эффективность использования МТМ в конструкции ротора, т.к. повышается величина магнитного потока, приходящегося на единицу массы МТМ. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Многополюсный ротор электрической машины, выполненный в виде монолитного полого цилиндра, намагниченность которого в каждой точке определяется выражением



где р число пар полюсов;

I модуль вектора намагниченности;

орты полярной системы координат;

a, r угловая и радиальная координаты точки ротора,

отличающийся тем, что радиус R1 центрального отверстия ротора удовлетворяет соотношению



где R2 внешний радиус ротора;

р 2 число пар полюсов;

b 0,0055;

с 0,993;

d 3,261.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru